EP0602281B1 - Dispositif de reséquencement pour un noeud d'un système de commutation de cellules - Google Patents

Dispositif de reséquencement pour un noeud d'un système de commutation de cellules Download PDF

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EP0602281B1
EP0602281B1 EP92203694A EP92203694A EP0602281B1 EP 0602281 B1 EP0602281 B1 EP 0602281B1 EP 92203694 A EP92203694 A EP 92203694A EP 92203694 A EP92203694 A EP 92203694A EP 0602281 B1 EP0602281 B1 EP 0602281B1
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EP
European Patent Office
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cell
memory
address
output
waiting
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP92203694A
Other languages
German (de)
English (en)
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EP0602281A1 (fr
Inventor
Yves Therasse
Pierre-Paul François Guebels
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Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
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Filing date
Publication date
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Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA filed Critical Alcatel CIT SA
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Priority to AT92203694T priority patent/ATE211337T1/de
Priority to DE69232312T priority patent/DE69232312T2/de
Priority to CA002108809A priority patent/CA2108809C/fr
Priority to US08/152,594 priority patent/US5383182A/en
Priority to AU50622/93A priority patent/AU669747B2/en
Priority to JP5297074A priority patent/JPH0779234A/ja
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    • H04L2012/5678—Traffic aspects, e.g. arbitration, load balancing, smoothing, buffer management
    • H04L2012/5681—Buffer or queue management

Definitions

  • the invention relates to a resequencing device for a node of a cell switching system. It concerns more particularly switching systems in which the cells have a variable length, each cell can be consisting of a variable number of sub-cells having a length fixed.
  • European patent application No. 0 438 415 (Alcatel NV) describes a resequencing method of delaying each delay cell determined so that the total delay imposed by the switching network and by the resequencing has a substantially constant value for all cells, this value generally being chosen greater than the delay maximum that the switching network can create. If the total delay is chosen less than the maximum value of the delay that the switching network, the probability of a disturbance of the order initial is not zero, and is a function of the value chosen for the total delay. This known process has two variants.
  • a first variant consists in: associating with each cell entering the switching network a time tag which indicates when the cell entered the network of switching; to extract the time label from each cell leaving the switching network; to store each cell leaving the network, until the time indicated by the label generator is equal to the time indicated in the time label of the cell, plus the total delay chosen; and then allow the emission of the cell on an output of the resequencing.
  • the program is actually produced as soon as the output at which the cell and intended is available.
  • the initial order of the cells is reconstructed without having to measure or estimate the transit delay of each cell across the switching network.
  • the time provided by the time label generator must be available in a device located at the entrance to the network for assign time tags, and must be available simultaneously in a resequencing device located at the output of the network, to authorize the emission of each cell at a time suitable.
  • this known method consists to associate with each cell leaving the network a label whose value is an estimate of the delay experienced by the cell during its transit through the network; and subject each cell to a additional delay of duration equal to the difference between the value predetermined total delay and the estimated value of the delay transit in the network, the latter being read in the label associated with each cell.
  • This variant has the advantage of not not require a device associating time labels with cells arriving at the inputs of the switching network.
  • the link memory provides the complete suite addresses, and therefore makes it possible to read in the buffer memory all the sub-cells of all cells with the time label considered. These cells are read in an order which is that defined by the links in the link memory, but this order has no of importance since all these cells have the same label and are addressed to the same output.
  • Memory links is also used to chain in the same queue the different sequences of cell sub-cells with labels successive times, which ensures their emission in good order. This linking is achieved by matching by the memory of links the end of the sub-cell address sequence of a cell with the start of the cell sub-cell address sequence at then issue.
  • This device has a first drawback which is that it does not ability to re-order cells arriving at the same entrance and being intended for several outputs, in particular when the same cell must be broadcast on several outputs.
  • This impossibility follows from the operating principle of this known device, because that it needs to be stored in the address memory each time location, address start address, and address end of sequence of sub-cell addresses; and that it requires link all the sub-cells which will have to be linked subsequently be issued on the same output.
  • the devices resequencing associated with the different outputs of a node therefore operate independently of each other.
  • Each location of the address memory corresponds to a time unit of the generator which issues time tags. This unit of time is equal to the duration of a sub-cell.
  • the time label generator did not not an infinite capacity. It therefore delivers label values identical periodically.
  • Each location in the address memory is read with a constant period, at most equal to the period of time label generator. When reading a location, the constitution of the list must be completed, so that an end of list address can be validly read in the location considered. The period of the label generator therefore limit the number of sub-cells corresponding to this list, and finally limits the number of sub-cells that can have each cell.
  • a first object of the invention is to propose a resequencing device allowing the diffusion of a cell from one input to several predetermined outputs, from the resequencing.
  • a second object of the invention is to propose a resequencing device which can be adapted more easily for that it accepts cells composed of a large number of sub-cells.
  • the device thus characterized is compatible with a diffusion because it is associated with all the outputs of a node and because the pending cell memory stores identifiers which can each contain several identities of recipient output.
  • the identifier of a cell in wait can be stored in this memory without waiting for all the sub-cells of this cell were actually received by the knot.
  • the first sub-cells of a cell can therefore be emitted on an output even before the last sub-cells have been received.
  • Claims 2 to 4 relate to a method preferential embodiment of the device according to the invention.
  • Inputs IN1, ..., INM receive length cells fixed or variable, each consisting of sub-cells all having the same number of bits and the same duration, this duration being called sub-cell period.
  • the device according to the invention is particularly suitable for treating cells of variable length. These cells are switched in the switching network SW in routing all the sub-cells of the same cell by the same path and maintaining the continuity of the cell, that is to say without interweave sub-cells belonging to different cells. This allows you to assign a unique time label for the set of sub-cells constituting a cell. This label temporal indicates the time interval during which the first sub-cell of the considered cell is received at one of the inputs IN1, ..., INM.
  • This label allows resequencing outgoing cells of the SW switching network: the first sub-cell is authorized to leave the node when its waiting time has expired, that is to say at during the time interval where the TSG generator indicates an hour equal to the sum of the value of the time label which was assigned to the cell, and a fixed value. But there is a additional condition for the cell to be emitted: the output at which this cell is intended for, must be available. Otherwise, it the cell in question must wait again until this output is available.
  • Each sub-cell begins with two bits called field sub-cell control. In the first sub-cell of each cell, these two bits have the value 11 for example. In all other sub-cells, except the last one, these two bits have the value 00 for example. In the last sub-cell, these two bits have for value 01 for example.
  • the first sub-cell further includes a field called cell control header. This field contains in particular the identity of the output which must emit this cell, or of several outputs in the case of a broadcast.
  • the other bits of sub-cells transmit data.
  • labels IC1, ..., ICM are to insert in the cell control field, of each cell, a label time provided by the TSG generator at the time when the first sub-cell of this cell is received by the node.
  • This label time TSTP indicates the time interval during which will expire the cell's waiting time. It is determined according to the contents of the TSG counter at the moment this cell arrives, and as a function of the predetermined total delay that each cell must undergo.
  • the modulo TSTPmax, of the counter is chosen equal to this predetermined total delay, the value of the TSTP time label is then numerically equal to the value supplied by the meter, because of the TSTPmax modulo.
  • ILM When one of the input circuits IL1, ...., ILM receives a cell, it asks the BMMU management unit for free addresses for respectively store the sub-cells of this cell in the BM buffer memory.
  • the unit of BMMU management includes a WRC write control circuit and read, storing the free addresses of the buffer memory BM at the as they are released by the emission of cells, and includes an SLM link memory storing all the addresses of locations, from the BM buffer, respectively storing all sub-cells of the same cell.
  • Each memory location buffer has a capacity equal to a sub-cell.
  • the BM buffer memory and the link memory SLM have the same set of addresses to facilitate implementation.
  • the request issued by one of the input circuits IL1, ..., ILM is transmitted by the TDM1 bus, then by the processing of HP headers up to the BMMU management unit. This last assigns to the sub-cells of the cell considered a sequence of free locations in the BM buffer memory. A series of addresses designating these free locations is provided by the WRC circuit. Of links between the addresses of this suite are formed by memorizing this sequence of addresses in the SLM link memory, at addresses consecutive.
  • the BMMU management unit supplies the processing circuit of headers, HP, an FSA value which is the first address of this sequence of addresses of locations in the BM buffer memory.
  • the FSA address is retransmitted on the third output of the HP circuit. This address FSA is stored in FSAM address memory in a location free whose address is provided by the output of the CU unit.
  • This FSA address will allow later to find all sub-cells of this cell in the BM buffer: Using this FSA address, it is possible to read, in the SLM link memory, the address of a second sub-cell in the BM buffer. Then, with the address of this second sub-cell, it is possible to read in the memory of SLM links the address of a third sub-cell in the buffer BM. he it is therefore possible to successively obtain the addresses of all the sub-cells of the same cell from a single FSA address. These addresses then make it possible to read the sub-cells themselves, in the BM buffer.
  • the extracted HP circuit in the control field of cell of the first sub-cell of each cell received, the field containing the TSTP time label and a field containing the identity the output, or outputs, OU1, ..., OUN, on which the cell must be issued. It provides the first entry to the unit CU command an identifier, called cell pending, which is made up of this information.
  • the operation of the CU command is triggered by the output circuits OL1, ..., OLN when one of these output circuits is available, i.e. when it finishes emitting a cell. It sends on the RQB bus a message noted IDL containing the identity of the output which is available, and addressed to the control unit CU. The CU control unit determines then which cell will be emitted on this output. CU unit sends, to the requesting output circuit, the FSA 'address of a location, from the BM buffer, containing the first sub-cell of a cell. The output circuit then requests the buffer BM and its BMMU management unit, to provide it with the complete suite of sub-cells of this cell. Then he emits it on his exit.
  • the first input of the CU control unit which receives a pending cell identifier provided by the HP circuit of processing of headers, is connected to a wd entry for writing data, from VIM memory.
  • the second input of the control unit CU which receives the address FSA 'provided by the data output of the FSAM memory, is connected to the RQB bus by an interface not shown.
  • the RBQ bus is also connected by this interface to a first input common queuing circuits, SNL1, ..., SNLN, to provide an IDL signal to one of these circuits when the output circuit correspondent, OL1, ..., OLN, is available to send a cell.
  • the pending cell memory, VIM includes addition: an address input, ad, connected to an output of the FMM management; and a so-called comparison input, ci, connected to a first output of the transfer control circuit TC.
  • VIM memory compare this binary word with the binary words contained respectively in its memory locations.
  • VIM memory provides a bit of value 1 on the output corresponding to this memory location. If the comparisons give several positive results, VIM memory provides a bit of value 1 on each of the outputs corresponding to the locations memories where the result is positive.
  • the function of the AC arbitration and coding circuit is to code each of these signals as a binary word.
  • a first output of the circuit AC therefore provides a binary word NA whose value is the address of the memory location considered.
  • the first one output of the AC arbitration and coding circuit is connected to the input of data from the DMX demultiplexer and to an input of the management circuit FMM. If the comparisons yield several positive results, the AC circuit codes them successively, in order of addresses decreasing, for example.
  • AC circuit has a second output which supplies, to an input of the transfer control circuit TC, and to a second common input for the SLN1 queuing circuits, ..., SNLN, a logic signal C when there is at least one positive result, and which maintains it until the AC circuit has supplied all the addresses corresponding to these positive results. It also has a third output, connected to a third input common to all SNL1, ..., SNLN queuing circuits to provide them with a signal QR logic consisting of an impulse for each address provided by the AC circuit.
  • a second output of the transfer control circuit TC is connected to the control input of the DMX demultiplexer and to a fourth common input of all SNL1 queuing circuits, ..., SNLN.
  • the MUX multiplexer has a first input connected to a common output of the FFO1, ..., FFON arbitration circuits; a second input connected to the output of the address management circuit, FMM; an output constituting the output of the control unit CU, and linked to the entry ad of writing and reading address in the FSAM memory; and a control input, not shown, which is connected to an output of a not shown sequencer which provides control signals to all the elements constituting the unit of CU command.
  • the DMX demultiplexer has N connected outputs respectively to the write address entries wa of the memories of queuing QC1, ..., QCN.
  • Each of the queuing memories, QC1, ..., QCN has: a comparison entry, ci, and an entry writing data, wd, which are respectively connected to two outputs of the queuing circuit SNL1, ..., SNLN, which corresponds to the memory considered.
  • the LWSN and LRSN counters each have an input of control and an output linked respectively to an output and a SNM circuit input.
  • the SMN circuit has four inputs which constitute respectively the first, the second, the third, and the fourth input to the queuing circuit; and has two outputs which respectively constitute the two outputs of the queuing.
  • the HP header processing circuit provides a pending cell identifier TSTP-OA, at entry wd writing data from VIM memory.
  • This identifier includes: a field, TSTP, which is a time label indicating the time interval during which the waiting period will expire; and a field, OA, designating the recipient output of the cell.
  • the FMM circuit for managing the addresses of the VIM memories and FSAM provides an available FA address at the address entry write, ad, from VIM memory, and at address entry, ad, from FSAM memory, via the MUX multiplexer.
  • the TSTP-OA identifier and the address of the first sub-cell, FSA, are therefore entered respectively in the VIM and FSAM memories at the same address.
  • the cell timeout is equal to an integer multiple of the sub-cell period.
  • the first output of the TC transfer command provides a TSTP'-OA 'identifier, known as cell to be queued, which consists of: the TSTP 'value of time tags of all cells including timeout expires during the current sub-cell period; and of the identity OA 'of a single output of the node.
  • Each cell identifier to be queued can possibly identify several cells which are to be emitted on the same exit and whose waiting times expire during the same sub-cell period.
  • the expiration of its waiting period gives permission to a cell to be queued, under a symbolic form in the tail memory corresponding to the output recipient. But it is not yet authorized to be issued effectively.
  • the TC circuit includes a modulo TSTPmax counter which is incremented at each sub-cell period and which is initialized by such that the TSTP 'value it provides is equal to the value of the current time label minus a predetermined delay, equal to example of the maximum transfer time of a cell in the network SW switch.
  • the value of the modulo TSTPmax is taken equal to the duration maximum transfer of a cell in the switching network SW, which means that the value TSTP 'is numerically equal to the value of the current time label, TSTP, which allows to use the same counter for the TSG label generator current time and for the TSTP counter 'in the TC transfer command.
  • the control circuit TC includes a second counter. For each sub-cell period, it provides N values of OA '. Thus the circuit TC determines N cell identifiers to be put at the tail, TSP'-OA ', made up of the same TSTP' value and N values the output address OA 'which is taken successively equal to 1, ..., N, for example. The value of this exit address is provided simultaneously on the second output of the TC circuit to be applied at the DMX demultiplexer control input and at the fourth input common to all SNL1, ..., SNLN queuing circuits.
  • Each TSTP'-OA 'identifier is applied to the input of comparison of the VIM memory to find, if there are any, pending cell identifiers, TSTP-OA, corresponding to this cell identifier to queue. If the comparisons performed by the VIM memory between the TSTP'-OA 'identifier and the TSTP-OA identifiers it contains give results positive, there is a logic signal of value 1 on certain outputs of this memory. For example, the outputs corresponding to addresses AA1, AA2, AA3 of this memory each provide a signal which indicates that these addresses contain TSTP-OA identifiers of Pending cells with the value of the identifier TSTP'-OA 'of cells to queue.
  • the AC arbitration and coding circuit receives these signals and first provides a binary word NA having the value AA1, to the DMX demultiplexer data input and at the FMM circuit input address management. It also supplies a logic signal C to the transfer control TC circuit to indicate that at least one cell was found, and it provides a logical QR signal to SNL1, ..., SNLN queuing circuits to ask them to put the cell that was found at the tail.
  • OA 'address is provided simultaneously with the queuing circuits, SNL1, ..., SNLN so to validate only that corresponding to the recipient output of the cell found.
  • the circuit AC supplies an address NA having the value AA2 in now signal C, and renewing the QR signal requesting a queuing.
  • the AC circuit provides an address NA equal to AA3, maintaining the C signal and renewing the QR signal to request a tail bet again.
  • the AC circuit removes the signal C to indicate to the TC circuit that all cells found have been queued, and therefore it is possible increment the value of the output address OA '. All of these queuing operations for N values of the output address OA 'must be carried out during the period of sub-cell, so that you can increment the value of TSTP 'at same rate as incrementing the values of the time label current TSTP.
  • the FMM circuit for managing the addresses of VIM and FSAM memories receives each value from the address NA, for the store as an available address.
  • the serial number SNi is written to address AA1 in the memory queue corresponding to the exit address OA '. Then these operations are repeated to process the following address: AA2. The same number SNi is written to address AA2 in the same tail memory. Then these operations are repeated to process the following address: AA3. Thus the order number SNi is written in the same memory of queue at address AA3.
  • the AC circuit When there are no cells to queue, the AC circuit does not provides no C signal and no QR signal.
  • the value of the address NA supplied by the AC circuit is null, but without significance. She is not taken into account since there is no signal C of positive result, no QR signal for queuing request.
  • the output circuit OU1, ..., OUN whose output is available sends a message on the bus RQB.
  • An IDL signal reaches the queuing circuit, SNL1, ..., SNLN corresponding to the available output.
  • the IDL signal controls the number management circuit, SNM, to increment by one unit, and read, the contents of the last read number counter, LRSN.
  • This content constitutes a number SN 'which will be sought in the memory queuing QC1, ..., QCN corresponding to the available output.
  • the uniform incrementation of this SN 'number ensures that the cells are retrieved in the order in which they were numbered at the time of queuing, i.e. in the order defined by the values TSTP ', which is the chronological order of reception of cells by the node.
  • This SN 'number is provided at the comparison entry ci of this queuing memory.
  • This memory provides a logic signal on one or more of its outputs, depending on whether there are one or more locations of this memory which contains a number identical to the number searched: SN '.
  • the associated FFO1, ..., FFON arbitration circuit to the considered memory provides a binary word whose value is successively equal to the rank of each of the outputs of this memory, that provide a signal.
  • the values in these rows represent the NA 'addresses of the locations, from the tail memory, containing the number searched. These addresses NA 'are successively restored in the order of decreasing ranks, for example.
  • the circuit arbitration successively provides the values AA1, AA2, AA3 of the address NA 'at the first input of the MUX multiplexer. This last transmits these addresses to the FSAM memory to read successively there three address values of first sub-cell, FSA '.
  • Each value of address FSA ' is transmitted by the RQB bus to the output circuit OL1, ..., or OLN having sent the message containing the IDL signal indicating that an output is available.
  • the output circuit retransmits these first cell address values, FSA ', via the bus TDM2, to the management unit BMMU of the buffer memory BM for reading in this buffer all the sub-cells of the three cells corresponding to the three FSA 'address values. Then these sub-cells are transmitted via the TMD2 bus to this output circuit, which transmits them on its way out.
  • the operation of this exemplary embodiment can be slightly modified to allow the diffusion of a cell towards several outings.
  • the single exit address OA is replaced by a binary word OM comprising a number of bits equal to the number N of outputs of the node.
  • Each recipient output from the cell is indicated by a value 1 and each non-intended output is indicated by a value 0, for example.
  • the pending cell memory, VIM stores pending cell identifiers TSTP-OM instead of TSTP-OA identifiers.
  • VIM memory has a comparison entry ci, but it works slightly differently from the VIM memory described above because the comparison must relate to the TSTP 'field and to the single bit not zero in OM '.
  • the N-1 other bits in OM 'and the N-1 other bits corresponding in the OM field of the TSTP-OM identifiers stored should not be compared.
  • the OM field bits in each word TSTP - OM must be masked by the bits of the OM 'field of TSTP'-OM' before comparing the identifier TSTP'-OM 'and each pending cell identifier, TSTP- OM, stored in VIM memory.
  • the TC transfer control circuit is modified to provide cell identifiers to queue, TSTP'-OM ', in which field TSTP 'is still the identity of a time interval where a timeout expires, but where OM 'is a word of N bits, among which a single bit has the value 1.
  • the rank of this bit indicates a single output, for which the TC circuit searches for cells with line up.
  • the device according to the invention is applicable to cells of fixed length or to cells comprising a variable number of sub-cells each having a fixed length.
  • the capacity of the LWSN and LRSN counters, providing the order numbers SN and SN ' is greater than the maximum number of sub-cells that a cell can contain , increased by the number of sub-cell periods corresponding to the maximum transit time in the switching network SW.
  • An alternative embodiment consists in assigning a label TSTP time to each cell leaving the SW network, instead of assign it as input to the SW network.
  • the TSG generator of time labels is different. It still has a clock defining time intervals of constant duration equal to one sub-cell period; and a modulo TSTP counter max. But he further includes: a circuit for estimating the transit time of each cell through the SN network; a circuit to subtract this estimate to the content of the counter; and a circuit to add the result is the duration of the total delay that each cell must undergo.
  • the result of this calculation constitutes the value of the TSTP label indicating the time interval at which the waiting period for the cell. It can be used exactly as the label value TSTP allocated at the input of the SW network, as described above. The realization of these circuits is within the reach of Man art.
  • the time unit is preferably chosen equal to the period of sub-cell because the duration of each cell is at least equal to one sub-cell period, but it is possible to use a unit of smaller time.

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Description

L'invention concerne un dispositif de reséquencement pour un noeud d'un système de commutation de cellules. Elle concerne plus particulièrement les systèmes de commutation dans lesquels les cellules ont une longueur variable, chaque cellule pouvant être constituée d'un nombre variable de sous-cellules ayant une longueur fixe.
Chaque fois que ces cellules transitent à travers un noeud d'un système de commutation elles subissent chacune un retard variable en fonction du chemin suivi dans le réseau de commutation que comporte ce noeud. Les sous-cellules d'une même cellule sont liées de telle sorte qu'elles suivent un même chemin et subissent un même retard. A la sortie du réseau de commutation, les sous-cellules d'une même cellule ont donc conservé leur ordre initial, par contre les cellules n'ont pas toujours conservé leur ordre initial à cause de la dispersion des retards. Un dispositif de reséquencement a pour fonction de remettre ces cellules dans leur ordre initial.
La demande de brevet européen n°0 438 415 (Alcatel NV) décrit un procédé de reséquencement consistant à retarder chaque cellule d'un retard déterminé de telle façon que le retard total imposé par le réseau de commutation et par le dispositif de reséquencement ait une valeur sensiblement constante pour toutes les cellules, cette valeur étant généralement choisie supérieure au retard maximal que peut créer le réseau de commutation. Si le retard total est choisi inférieur à la valeur maximale du retard que peut créer le réseau de commutation, la probabilité d'une pertubation de l'ordre initial n'est pas nulle, et est fonction de la valeur choisie pour le retard total. Ce procédé connu comporte deux variantes.
Une première variante consiste à : associer à chaque cellule entrant dans le réseau de commutation une étiquette temporelle qui indique à quel instant la cellule a pénétré dans le réseau de commutation; à extraire l'étiquette temporelle de chaque cellule sortant du réseau de commutation; à stocker chaque cellule sortant du réseau, jusqu'à ce que l'heure indiquée par le générateur d'étiquettes temporelles soit égale à l'heure indiquée dans l'étiquette temporelle de la cellule, plus le retard total choisi; et alors autoriser l'émission de la cellule sur une sortie du dispositif de reséquencement. L'émission est effectivement réalisé sitôt que la sortie à laquelle la cellule et destinée est disponible.
Selon cette variante, l'ordre initial des cellules est reconstitué sans avoir à mesurer ou à estimer le retard de transit de chaque cellule à travers le réseau de commutation. Par contre, l'heure fournie par le générateur d'étiquettes temporelles doit être disponible dans un dispositif situé à l'entrée du réseau pour attribuer des étiquettes temporelles, et doit être disponible simultanément dans un dispositif de reséquencement situé à la sortie du réseau, pour autoriser l'émission de chaque cellule à un instant convenable.
Selon une autre variante de ce procédé connu, il consiste à associer à chaque cellule sortant du réseau une étiquette dont la valeur est une estimation du retard subi par la cellule au cours de son transit à travers le réseau; et à faire subir à chaque cellule un retard supplémentaire de durée égale à la différence entre la valeur prédéterminée du retard total et la valeur estimée du retard de transit dans le réseau, cette dernière étant lue dans l'étiquette associée à chaque cellule. Cette variante présente l'avantage de ne pas nécessiter un dispositif associant des étiquettes temporelles aux cellules arrivant aux entrées du réseau de commutation.
Cette demande de brevet décrit aussi un dispositif de reséquencement mettant en oeuvre la première variante du procédé mentionné ci-dessus, pour des cellules constituées chacune d'un nombre variable de sous-cellules ayant chacune une longueur fixe. Chaque sortie d'un noeud est munie d'un exemplaire de ce dispositif. Ce dispositif comporte :
  • un générateur de premières étiquettes temporelles, fournissant une valeur incrémentée d'une unité pour chaque intervalle de temps correspondant à une sous-cellule, avec une durée de cycle au moins égale au retard total prédéterminé pour retarder uniformément toutes les cellules;
  • une mémoire tampon ayant une entrée couplée à une entrée du dispositif de reséquencement, et ayant une sortie couplée à une sortie du dispositif de reséquencement; chaque emplacement de cette mémoire ayant une capacité égale à une sous-cellule;
  • un circuit de gestion de cette mémoire tampon, pour fournir des adresses d'emplacements libres dans cette mémoire tampon et pour y stocker respectivement les sous-cellules de chaque cellule reçue par le dispositif de reséquencement;
  • un pointeur de lecture-écriture associé à la mémoire tampon;
  • une mémoire d'adresses ayant des emplacements correspondant respectivement aux diverses valeurs possibles de l'étiquette temporelle; chaque emplacement de cette mémoire d'adresses stockant un pointeur de début de liste et un pointeur de fin de liste qui sont respectivement les adresses, dans la mémoire tampon, de la première et de la dernière sous-cellule d'une suite contenant toutes les cellules ayant une même étiquette temporelle;
  • une mémoire de liens, ayant le même ensemble d'adresses que la mémoire tampon, pour mémoriser des liens entre les adresses de toutes les sous-cellules ayant une même étiquette temporelle, et pour mémoriser des liens entre les adresses de sous-cellules appartenant à des cellules devant être émises successivement;
  • un pointeur d'écriture associé à cette mémoire d'adresses pour stocker dans chaque emplacement la première adresse et la dernière adresse d'une liste d'adresses d'emplacements de la mémoire tampon, contenant toutes les sous-cellules de toutes les cellules ayant la même étiquette temporelle;
  • un pointeur de lecture associé à la mémoire d'adresses, ayant un fonctionnement cyclique, pour lire successivement les contenus des emplacements de cette mémoire d'adresses, afin de lire des sous-cellules dans la mémoire tampon à des adresses correspondant à des étiquettes temporelles croissant de manière régulière.
Lorsque le délai expire pour une suite de cellules ayant une étiquette temporelle donnée, c'est-à-dire lorsque l'heure indiquée par le générateur d'étiquettes est égale à la somme de l'étiquette temporelle donnée et du retard total prédéterminé, la première et la dernière adresse de stockage de cette suite sont lues dans l'emplacement de la mémoire d'adresses correspondant à cette étiquette temporelle. Puis la mémoire de liens fournit la suite complète d'adresses, et permet donc de lire dans la mémoire tampon toutes les sous-cellules de toutes les cellules ayant l'étiquette temporelle considérée. Ces cellules sont lues dans un ordre qui est celui défini par les liens dans la mémoire de liens, mais cet ordre n'a pas d'importance puisque toutes ces cellules ont la même étiquette temporelle et sont adressées à une même sortie. La mémoire de liens est utilisée en outre pour enchaíner dans une même file d'attente les différentes suites de sous-cellules de cellules ayant des étiquettes temporelles successives, ce qui assure leur émission en bon ordre. Cet enchaínement est réalisé en faisant correspondre par la mémoire de liens la fin de la suite d'adresses de sous-cellule d'une cellule avec le début de la suite d'adresses de sous-cellule de la cellule à émettre ensuite.
Ce dispositif a un premier inconvénient qui est de ne pouvoir remettre en ordre des cellules arrivant sur une même entrée et étant destinées à plusieurs sorties, en particulier lorsqu'une même cellule doit être diffusée sur plusieurs sorties. Cette impossibilité découle du principe de fonctionnement de ce dispositif connu, parce qu'il nécessite de stocker, dans la mémoire d'adresses, à chaque emplacement, une adresse de début de suite d'adresses et une adresse de fin de suite d'adresses de sous-cellules; et qu'il nécessite de lier par une mémoire de liens toutes les sous-cellules qui devront ultérieurement être émises sur une même sortie. Les dispositifs de reséquencement associés aux différentes sorties d'un noeud fonctionnent donc indépendamment les uns des autres.
Ce dispositif connu a en outre pour inconvénient de ne pas permettre de grandes longueurs de cellule. Chaque emplacement de la mémoire d'adresses correspond à une unité de temps du générateur qui délivre les étiquettes temporelles. Cette unité de temps est égale à la durée d'une sous-cellule. Le générateur d'étiquettes temporelle n'a pas une capacité infinie. Il délivre donc des valeurs étiquettes identiques périodiquement. Chaque emplacement de la mémoire d'adresses est lu avec une période constante, au plus égale à la période du générateur d'étiquettes temporelles. Au moment de la lecture d'un emplacement, il faut que la constitution de la liste soit terminée, pour qu'une adresse de fin de liste puisse être lue valablement dans l'emplacement considéré. La période du générateur d'étiquettes temporelles limite donc le nombre de sous-cellules correspondant à cette liste, et finalement limite le nombre de sous-cellules que peut comporter chaque cellule.
Par ailleurs, il n'est pas possible d'augmenter indéfiniment la période du générateur d'étiquettes temporelles car cela nécessite d'augmenter le nombre de bits adjoints à chaque cellule pour constituer une étiquette temporelle.
Un premier but de l'invention est de proposer un dispositif de reséquencement permettant la diffusion d'une cellule d'une entrée vers plusieurs sorties prédéterminées, du dispositif de reséquencement. Un second but de l'invention est de proposer un dispositif de reséquencement pouvant être adapté plus facilement pour qu'il accepte des cellules composées d'un grand nombre de sous-cellules.
L'objet de l'invention est un dispositif de reséquencement pour un noeud d'un système de commutation de cellules, chaque cellule étant constituée d'un nombre variable de sous-cellules ayant une longueur fixe, ce noeud comportant un réseau de commutation transmettant les cellules avec des premiers retards variables, toutes les sous-cellules d'une même cellule subissant un même premier retard; ce dispositif de reséquencement comportant des moyens pour stocker toutes les cellules ayant été transmises à travers le réseau de commutation, puis les émettre sur au moins une sortie du dispositif de reséquencement, après l'expiration de divers délais d'attente constituant des seconds retards tels que, pour chaque cellule, la somme du premier et du second retard est égale à une valeur prédéterminée sensiblement identique pour toutes les cellules; ces moyens comportant :
  • une mémoire tampon pour stocker toutes les sous-cellules de chaque cellule reçue par le dispositif de reséquencement;
  • une mémoire d'adresses pour mémoriser l'adresse, de la mémoire tampon, contenant la première sous-cellule de chaque cellule;
  • des moyens pour retrouver l'adresse, de la mémoire d'adresses, contenant la première sous-cellule d'une cellule, lorsque le délai d'attente de cette dernière a expiré, et qu'une sortie qui doit émettre cette cellule est disponible;
   caractérisé en ce que les moyens pour retrouver l'adresse, de la mémoire tampon, contenant la première sous-cellule d'une cellule, comportent :
  • une mémoire dite de cellules en attente, du type accessible par son contenu, pour mémoriser un identificateur dit de cellule en attente, lorsqu'une cellule est stockée dans la mémoire tampon; cet identificateur étant stocké à une adresse identique à celle où est stockée, dans la mémoire d'adresses, l'adresse FSA de la première sous-cellule; et cet identificateur étant constitué : d'une étiquette temporelle identifiant un intervalle de temps au cours duquel expire le délai d'attente de cette cellule, et de l'identité d'au moins une sortie sur laquelle elle doit être émise;
  • des moyens pour retrouver, dans la mémoire de cellules en attente, l'identificateur de chaque cellule lorsque son délai d'attente expire, et fournir, pour chaque identificateur retrouvé, l'adresse, de la mémoire de cellules en attente, qui contient cet identificateur retrouvé;
  • des mémoires dites de queue, associées respectivement aux sorties du noeud, et accessibles par leur contenu, pour mémoriser un numéro d'ordre pour chaque cellule qui est destinée à la sortie associée à la mémoire considérée;
  • des moyens pour déterminer et inscrire dans une mémoire de queue un numéro d'ordre, à l'adresse fournie par les moyens pour retrouver l'identificateur de chaque cellule lorsque son délai d'attente expire;
  • des moyens pour retrouver, dans un ordre croissant, chaque numéro mémorisé dans la mémoire de queue d'une sortie, lorsque cette sortie devient disponible; et pour restituer l'adresse, de cette mémoire de queue, contenant le numéro retrouvé;
  • des moyens, pour lire une adresse de première sous-cellule, dans la mémoire d'adresses, à l'adresse restituée par les moyens pour retrouver chaque numéro.
Le dispositif ainsi caractérisé est compatible avec une diffusion parce qu'il est associé à l'ensemble des sorties d'un noeud et parce que la mémoire de cellules en attente stocke des identificateurs qui peuvent contenir chacun plusieurs identités de sortie destinataire.
D'autre part, il est plus facile à réaliser pour des cellules de grandes longueurs car l'identificateur d'une cellule en attente peut être mémorisé dans cette mémoire sans attendre que toutes les sous-cellules de cette cellule aient été effectivement reçues par le noeud. Les premières sous-cellules d'une cellule peuvent donc être émises sur une sortie avant même que les dernières sous-cellules aient été reçues.
Les revendications 2 à 4 ont pour objet un mode réalisation préférentiel du dispositif selon l'invention.
L'invention sera mieux comprise et d'autres détails apparaítront à l'aide de la description ci-dessous et des figures l'accompagnant :
  • la figure 1 représente le schéma synoptique d'un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, raccordé à un réseau de commutation, pour constituer un noeud d'un système de commutation de cellules;
  • la figure 2 représente un schéma synoptique plus détaillé de cet exemple de réalisation.
La figure 1 représente un noeud d'un réseau de télécommunications à mode de transfert asynchrone, comportant un réseau de commutation SW et un exemple de réalisation, RU, du dispositif de reséquencement selon l'invention. Ce noeud comporte M entrées IN1,...,INM, et N sorties OU1,...,OUN. Cet exemple de réalisation du dispositif de reséquencement RU comporte :
  • M circuits étiquetteurs IC1,...,ICM, ayant chacun : une entrée reliée respectivement à une entrée IN1,...,INM du noeud, une sortie reliée respectivement à l'une des N entrées du réseau de commutation SW, et une entrée commune;
  • M circuits d'entrée IL1,...,ILM ayant chacun : une entrée reliée respectivement à l'une des M sorties du réseau de commutation SW, et une sortie reliée à un bus TDM1 à multiplexage temporel;
  • un circuit HP de traitement des en-têtes de cellule, ayant une première entrée reliée au bus TDM1;
  • une unité de commande CU qui sera détaillée plus loin et qui comporte une première entrée reliée respectivement à une première sortie du circuit HP de traitement des en-têtes;
  • un générateur d'étiquettes temporelles, TSG, ayant une sortie reliée à l'entrée commune des circuits étiquetteurs IC1,...,ICM, ; ce générateur étant constitué d'une horloge et d'un compteur, non représentés, pour fournir une valeur d'étiquette temporelle incrémentée d'une unité pour chaque intervalle de temps correspondant à une sous-cellule, de O à TSTPmax, modulo TSTPmax;
  • une mémoire tampon BM associée à une unité de gestion de mémoire tampon BMMU, cet ensemble ayant : une entrée reliée à une deuxième sortie du circuit HP de traitement d'en-têtes, une sortie reliée à une deuxième entrée du circuit HP, et une entrée-sortie reliée à un bus TDM2 à multiplexage temporel;
  • une mémoire FSAM appelée mémoire d'adresses, ayant : une entrée de données, di, reliée à une troisième sortie du circuit HP, une entrée d'adresse ad reliée à une sortie de l'unité CU, et une sortie do reliée à une deuxième entrée de l'unité CU;
  • N circuits de sorties OL1,...,OLN ayant chacun : une entrée-sortie reliée au bus TDM2, une sortie reliée respectivement à l'une des sorties OU1,...,OUN du noeud, et une entrée-sortie reliée à un bus RQB, lui-même relié à une entrée-sortie de l'unité de commande CU.
Les entrées IN1,...,INM reçoivent des cellules de longueur fixe ou variable, constituées chacune de sous-cellules ayant toutes le même nombre de bits et la même durée, cette durée étant appelée période de sous-cellule. Le dispositif selon l'invention est particulièrement adapté pour traiter des cellules à longueur variable. Ces cellules sont commutées dans le réseau de commutation SW en routant toutes les sous-cellules d'une même cellule par un même chemin et en maintenant la continuité de la cellule, c'est-à-dire sans entrelacer des sous-cellules appartenant à des cellules différentes. Ceci permet d'attribuer une étiquette temporelle unique pour l'ensemble des sous-cellules constituant une cellule. Cette étiquette temporelle indique l'intervalle de temps pendant lequel la première sous-cellule de la cellule considérée est reçue à l'une des entrées IN1,...,INM.
Cette étiquette permet de reséquencer les cellules sortant du réseau de commutation SW : la première sous-cellule est autorisée à sortir du noeud lorsque son délai d'attente a expiré, c'est-à-dire au cours de l'intervalle de temps où le générateur TSG indique une heure égale à la somme de la valeur de l'étiquette temporelle qui fut attribuée à la cellule, et d'une valeur fixée. Mais il y a une condition supplémentaire pour que la cellule soit émise : la sortie à laquelle est destinée cette cellule, doit être disponible. Sinon, il faut que la cellule considérée attende encore jusqu'à ce que cette sortie soit disponible.
Chaque sous-cellule commence par deux bits appelés champ de contrôle de sous-cellule. Dans la première sous-cellule de chaque cellule, ces deux bits ont pour valeur 11 par exemple. Dans toutes les autres sous-cellules, sauf la dernière, ces deux bits ont pour valeur 00 par exemple. Dans la dernière sous-cellule, ces deux bits ont pour valeur 01 par exemple. La première sous-cellule comporte en outre un champ appelé en-tête de contrôle de cellule. Ce champ contient notamment l'identité de la sortie qui doit émettre cette cellule, ou de plusieurs sorties dans le cas d'une diffusion. Les autres bits des sous-cellules transmettent des données.
Les étiquetteurs IC1,...,ICM ont pour fonction d'insérer dans le champ de contrôle de cellule, de chaque cellule, une étiquette temporelle fournie par le générateur TSG à l'instant où la première sous-cellule de cette cellule est reçue par le noeud. Cette étiquette temporelle TSTP indique l'intervalle de temps au cours duquel expirera le délai d'attente de la cellule. Elle est déterminée en fonction du contenu du compteur de TSG à l'instant où cette cellule arrive, et en fonction du retard total prédéterminé que chaque cellule doit subir. Dans un mode de réalisation préférentiel, le modulo TSTPmax, du compteur est choisi égal à ce retard total prédéterminé, la valeur de l'étiquette temporelle TSTP est alors numériquement égale à la valeur fournie par le compteur, à cause du modulo TSTPmax.
Quand l'un des circuits d'entrée IL1,....,ILM reçoit une cellule, il demande à l'unité de gestion BMMU des adresses libres pour stocker respectivement les sous-cellules de cette cellule dans la mémoire tampon BM. Afin d'optimiser l'utilisation de la mémoire tampon BM, les sous-cellules d'une même cellule ne sont pas stockées à des adresses consécutives mais à des adresses aléatoires. L'unité de gestion BMMU comporte notamment un circuit WRC de commande d'écriture et de lecture, stockant les adresses libres de la mémoire tampon BM au fur à mesure qu'elles sont libérées par l'émission de cellules, et comporte une mémoire de liens SLM stockant toutes les adresses des emplacements, de la mémoire tampon BM, stockant respectivement toutes les sous-cellules d'une même cellule. Chaque emplacement de la mémoire tampon a une capacité égale à une sous-cellule.
La réalisation de la mémoire tampon BM et de l'unité de gestion BMMU est à la portée de l'Homme de l'Art car elle est décrite notamment dans la demande de brevet européen EP 0 441 787 (Alcatel NV). Préférentiellement, la mémoire tampon BM et la mémoire de liens SLM ont un même ensemble d'adresses pour faciliter la réalisation .
La demande émise par l'un des circuits d'entrée IL1,...,ILM est transmise par le bus TDM1, puis par le circuit de traitement d'en-têtes HP jusqu'à l'unité de gestion BMMU. Cette dernière attribue aux sous-cellules de la cellule considérée une suite d'emplacements libres de la mémoire tampon BM. Une suite d'adresses désignant ces emplacements libres est fournie par le circuit WRC. Des liens entre les adresses de cette suite sont constitués en mémorisant cette suite d'adresses dans la mémoire de liens SLM, à des adresses consécutives. L'unité de gestion BMMU fournit au circuit de traitement d'en-têtes, HP, une valeur FSA qui est la première adresse de cette suite d'adresses d'emplacements de la mémoire tampon BM. L'adresse FSA est retransmise sur la troisième sortie du circuit HP. Cette adresse FSA est inscrite dans la mémoire d'adresses FSAM dans un emplacement libre dont l'adresse est fournie par la sortie de l'unité CU.
Cette adresse FSA permettra ultérieurement de retrouver toutes les sous-cellules de cette cellule dans la mémoire tampon BM : En utilisant cette adresse FSA, il est possible de lire, dans la mémoire de liens SLM, l'adresse d'une deuxième sous-cellule dans la mémoire-tampon BM. Puis, avec l'adresse de cette deuxième sous-cellule, il est possible de lire dans la mémoire de liens SLM l'adresse d'une troisième sous-cellule dans la mémoire tampon BM. Il est donc possible d'obtenir succesivement les adresses de toutes les sous-cellules d'une même cellule à partir d'une adresse FSA unique. Ces adresses permettent ensuite de lire les sous-cellules elles-mêmes, dans la mémoire tampon BM.
Le circuit HP extrait, dans le champ de contrôle de cellule de la première sous-cellule de chaque cellule reçue, le champ contenant l'étiquette temporelle TSTP et un champ contenant l'identité de la sortie, ou des sorties, OU1,...,OUN, sur laquelle ou lesquelles la cellule doit être émise. Il fournit à la première entrée de l'unité de commande CU un identificateur, dit de cellule en attente, qui est constitué de ces informations.
Pour émettre une cellule, le fonctionnement de l'unité de commande CU est déclenché par les circuits de sortie OL1,...,OLN lorsque l'un de ces circuits de sortie est disponible, c'est-à-dire lorsqu'il a fini d'émettre une cellule. Il envoie sur le bus RQB un message noté IDL contenant l'identité de la sortie qui est disponible, et adressé à l'unité de commande CU. L'unité de commande CU détermine alors quelle cellule va être émise sur cette sortie. L'unité CU envoie, au circuit de sortie demandeur, l'adresse FSA' d'un emplacement, de la mémoire tampon BM, contenant la première sous-cellule d'une cellule. Le circuit de sortie demande ensuite à la mémoire tampon BM et à son unité de gestion BMMU, de lui fournir la suite complète des sous-cellules de cette cellule. Puis il l'émet sur sa sortie.
La figure 2 représente le schéma synoptique d'un exemple de réalisation de l'unité de commande CU, qui comporte :
  • une mémoire VIM, dite de cellules en attente, du type accessible par le contenu, qui a le même ensemble d'adresses que les mémoires FSAM et BM, et qui possède une sortie d'un bit pour chaque emplacement de mémoire, le nombre d'emplacements étant choisi en fonction du nombre N de sorties du noeud, et du délai d'attente moyen des cellules dans la mémoire tampon BM;
  • un circuit d'arbitrage et de codage, AC, ayant une pluralité d'entrées reliées respectivement aux sorties de la mémoire VIM;
  • un multiplexeur DMX ayant : une entrée de données, N sorties, et une entrée de commande;
  • un circuit logique TC, dit de commande de transfert de cellules;
  • un multiplexeur MUX ayant : deux entrées de données, une sortie, et une entrée de commande non représentée;
  • un circuit logique FMM dit de gestion des adresses des mémoires VIM et FSAM;
  • N mémoires de queue, QC1, ..., QCN, du type accessible par le contenu, ayant le même ensemble d'adresses que la mémoire VIM, et chaque mémoire de queue ayant une sortie d'un bit pour chaque emplacement de mémoire;
  • N circuits d'arbitrage, FFO1, ..., FFON, respectivement associés au N mémoires QC, ..., QCN et ayant chacun une pluralité d'entrées respectivement connectées aux sorties de l'une des mémoires QC1, ..., QCN;
  • N circuits logiques dits de mise en queue, SNL1, ..., SNLN, respectivement associés au N mémoires QC1, ..., QCN.
La première entrée de l'unité de commande CU, qui reçoit un identificateur de cellules en attente fourni par le circuit HP de traitement des en-têtes, est reliée à une entrée wd d'écriture de données, de la mémoire VIM. La deuxième entrée de l'unité de commande CU, qui reçoit l'adresse FSA' fournie par la sortie de données de la mémoire FSAM, est reliée au bus RQB par une interface non représentée. Le bus RBQ est relié aussi par cette interface à une première entrée commune des circuits de mise en queue, SNL1, ..., SNLN, pour fournir un signal IDL à l'un de ces circuits lorsque le circuit de sortie correspondant, OL1, ..., OLN, est disponible pour émettre une cellule.
La mémoire de cellules en attente, VIM, comporte en outre : une entrée d'adresse, ad, reliée à une sortie du circuit de gestion FMM; et une entrée dite de comparaison, ci, reliée à une première sortie du circuit TC de commande de transfert. Lorsqu'un mot binaire est appliqué à l'entrée de comparaison ci, la mémoire VIM compare ce mot binaire avec les mots binaires contenus respectivement dans ses emplacements mémoires. Lorsque les comparaisons donnent un seul résultat positif, la mémoire VIM fournit un bit de valeur 1 sur la sortie correspondant à cet emplacement mémoire. Si les comparaisons donnent plusieurs résultats positifs, la mémoire VIM fournit un bit de valeur 1 sur chacune des sorties correspondant aux emplacements mémoires où le résultat est positif.
Le circuit d'arbitrage et de codage AC a pour fonction de coder chacun de ces signaux sous la forme d'un mot binaire. Une première sortie du circuit AC fournit donc un mot binaire NA dont la valeur est l'adresse de l'emplacement mémoire considéré. La première sortie du circuit d'arbitrage et de codage AC est reliée à l'entrée de données du démultiplexeur DMX et à une entrée du circuit de gestion FMM.Si les comparaisons donnent plusieurs résultats positifs, le circuit AC les code successivement, dans l'ordre des adresses décroissantes, par exemple. Le circuit AC possède une deuxième sortie qui fournit, à une entrée du circuit de commande de transfert TC, et à une deuxième entrée commune des circuits de mise en queue SLN1, ..., SNLN, un signal logique C lorsqu'il y a au moins un résultat positif, et qui le maintient jusqu'à le circuit AC ait fourni toutes les adresses correspondant à ces résultats positifs. Il possède en outre une troisième sortie, reliée à une troisième entrée commune à tous les circuits de mise en queue SNL1, ..., SNLN, pour leur fournir un signal logique QR constitué d'une impulsion pour chaque adresse fournie par le circuit AC.
Une deuxième sortie du circuit de commande de transfert TC est reliée à l'entrée de commande du démultiplexeur DMX et à une quatrième entrée commune de tous les circuits de mise en queue SNL1, ..., SNLN.
Le multiplexeur MUX possède une première entrée reliée à une sortie commune des circuits d'arbitrage FFO1, ..., FFON; une seconde entrée reliée à la sortie du circuit de gestion des adresses, FMM; une sortie constituant la sortie de l'unité de commande CU, et reliée à l'entrée ad d'adresse d'écriture et de lecture dans la mémoire FSAM; et une entrée de commande, non représentée, qui est reliée à une sortie d'un séquenceur non représenté qui fournit des signaux de commande à tous les éléments constituant l'unité de commande CU.
Le démultiplexeur DMX possède N sorties reliées respectivement aux entrées wa d'adresse d'écriture des mémoires de mise en queue QC1, ..., QCN. Chacune des mémoires de mise en queue, QC1, ..., QCN, possède : une entrée de comparaison, ci, et une entrée d'écriture de données, wd, qui sont reliées respectivement à deux sorties du circuit de mise en queue SNL1, ..., SNLN, qui correspond à la mémoire considérée.
Chaque circuit de mise en queue SNL1, ..., SNLN comporte :
  • un compteur LWSN dit de dernier numéro écrit;
  • un compteur LRSN dit de dernier numéro lu;
  • et un circuit logique SNM de gestion de numéros.
Les compteurs LWSN et LRSN possèdent chacun une entrée de commande et une sortie reliées respectivement à une sortie et à une entrée du circuit SNM. Le circuit SMN possède quatre entrées qui constituent respectivement la première, la deuxième, la troisième, et la quatrième entrée du circuit de mise en queue; et possède deux sorties qui constituent respectivement les deux sorties du circuit de mise en queue.
Considérons successivement les trois grandes étapes du traitement d'une cellule par ce dispositif de reséquencement : sa réception et sa mise en attente dans la mémoire de cellules en attente, puis sa recherche, sa récupération, et son transfert dans la mémoire de mise en queue, lorsque le délai d'attente a expiré; et enfin son émission lorsque la sortie destinataire est disponible. Pour clarifier, supposons tout d'abord que le dispositif ne reçoit que des cellules telles chaque cellule est destinée à une seule sortie représentée par une adresse OA.
Lorsqu'une cellule est reçue par le dispositif de réséquencement, elle est inscrite dans la mémoire tampon BM, et l'unité BMMU de gestion de la mémoire tampon fournit à l'entrée de données di de la mémoire FSAM l'adresse FSA de l'emplacement, de la mémoire tampon BM, contenant la première sous-cellule de cette cellule. Simultanément le circuit HP de traitement des en-têtes fournit un identificateur de cellule en attente TSTP-OA, à l'entrée wd d'écriture de données de la mémoire VIM. Cette identificateur comporte : un champ, TSTP, qui est une étiquette temporelle indiquant l'intervalle de temps au cours duquel le délai d'attente expirera; et un champ, OA, désignant la sortie destinataire de la cellule.
Le circuit FMM de gestion des adresses des mémoires VIM et FSAM fournit une adresse disponible FA, à l'entrée d'adresse d'écriture, ad, de la mémoire VIM, et à l'entrée d'adresse, ad, de la mémoire FSAM, via le multiplexeur MUX. L'identificateur TSTP-OA et l'adresse de première sous-cellule, FSA, sont donc inscrits respectivement dans les mémoires VIM et FSAM à une même adresse. Le délai d'attente d'une cellule est égal à un multiple entier de la période de sous-cellule. A intervalles réguliers, N fois plus petits que la période de sous-cellule, la première sortie du circuit de commande de transfert TC fournit un identificateur TSTP'-OA', dit de cellule à mettre en queue, qui est constitué : de la valeur TSTP' des étiquettes temporelles de toutes les cellules dont le délai d'attente expire au cours de la période de sous-cellule en cours; et de l'identité OA' d'une sortie unique du noeud.
Chaque identificateur de cellule à mettre en queue peut éventuellement identifier plusieurs cellules qui sont à émettre sur une même sortie et dont les délais d'attente expirent au cours de la même période de sous-cellule. L'expiration de son délai d'attente donne à une cellule l'autorisation d'être mise en queue, sous une forme symbolique dans la mémoire de queue correspondant à la sortie destinataire. Mais elle n'est pas encore autorisée à être émise effectivement.
Le circuit TC comporte un compteur modulo TSTPmax qui est incrémenté à chaque période de sous-cellule et qui est initialisé de telle sorte que la valeur TSTP' qu'il fournit est égale à la valeur de l'étiquette temporelle courante moins un retard prédéterminé, égal par exemple à la durée maximale de transfert d'une cellule dans le réseau de commutation SW. Dans un exemple de réalisation particulièrement simple, la valeur du modulo TSTPmax est prise égale à la durée maximale de transfert d'une cellule dans le réseau de commutation SW, ce qui a pour conséquence que la valeur TSTP' est numériquement égale à la valeur de l'étiquette temporelle courante, TSTP, ce qui permet d'utiliser le même compteur pour le générateur TSG d'étiquette temporelle courante et pour le compteur de TSTP' dans le circuit de commande de transfert TC.
Le circuit de commande TC comporte un second compteur. Pour chaque période de sous-cellule, il fournit N valeurs de OA'. Ainsi le circuit TC détermine N identificateurs de cellules à mettre en queue, TSP'-OA', constitués d'une même valeur TSTP' et de N valeurs de l'adresse de sortie OA' qui est prise égale successivement à 1, ..., N, par exemple. La valeur de cette adresse de sortie est fournie simultanément sur la deuxième sortie du circuit TC pour être appliquée à l'entrée de commande du démultiplexeur DMX et à la quatrième entrée commune de tous les circuits de mise en queue SNL1, ..., SNLN.
Chaque identificateur TSTP'-OA' est appliqué à l'entrée de comparaison ci de la mémoire VIM pour retrouver, s'il y en a, des identificateurs de cellule en attente, TSTP-OA, correspondant à cet identificateur de cellule à mettre en queue. Si les comparaisons effectuées par la mémoire VIM entre l'identificateur TSTP'-OA' et les identificateurs TSTP-OA qu'elle contient donnent des résultats positifs, il y a un signal logique de valeur 1 sur certaines sorties de cette mémoire. Par exemple, les sorties correspondant aux adresses AA1, AA2, AA3 de cette mémoire fournissent chacune un signal qui indique que ces adresses contiennent des identificateurs TSTP-OA de cellules en attente ayant la valeur de l'identificateur TSTP'-OA' de cellules à mettre en queue.
Le circuit d'arbitrage et de codage AC reçoit ces signaux et fournit tout d'abord un mot binaire NA ayant la valeur AA1, à l'entrée de données du démultiplexeur DMX et à l'entrée du circuit FMM de gestion des adresses. Il fournit en outre un signal logique C au circuit TC de commande de transfert pour indiquer qu'au moins une cellule a été retrouvée, et il fournit un signal logique QR aux circuits de mise en queue SNL1, ..., SNLN pour leur demander de mettre en queue la cellule qui a été retrouvée. L'adresse OA' est fournie simultanément aux circuits de mise en queue, SNL1, ..., SNLN de façon à ne valider que celui correspondant à la sortie destinataire de la cellule retrouvée. Par ailleurs l'adresse OA' commande le démultiplexeur DMX pour qu'il transmette l'adresse NA seulement à la mémoire de queue correspondant à la sortie destinataire de la cellule qui a été retrouvée.
Puis le circuit AC fournit une adresse NA ayant la valeur AA2 en maintenant le signal C, et en renouvellant le signal QR demandant une mise en queue. Enfin le circuit AC fournit une adresse NA égale à AA3, en maintenant le signal C et en renouvellant le signal QR pour demander de nouveau une mise queue. Enfin le circuit AC supprime le signal C pour indiquer au circuit TC que toutes les cellules retrouvées ont été mise en queue, et qu'il est donc possible d'incrémenter la valeur de l'adresse de sortie OA'. Toutes ces opérations de mise en queue pour les N valeurs de l'adresse de sortie OA' doivent être réalisées pendant la durée d'une période de sous-cellule, de façon à pouvoir incrémenter la valeur de TSTP' au même rythme que l'incrémentation des valeurs de l'étiquette temporelle courante TSTP.
Chaque fois qu'une cellule a été mise en queue, l'emplacement occupé par son identificateur TSTP-OA dans la mémoire VIM peut être réutilisé. C'est pourquoi le circuit FMM de gestion des adresses des mémoires VIM et FSAM reçoit chaque valeur de l'adresse NA, pour la mémoriser comme adresse disponible.
Quand l'un des circuits SNM de gestion de numéros reçoit le signal logique C, en étant validé par une adresse de sortie, OA', qui est effectivement la sienne, il incrémente d'une unité, puis lit, le contenu du compteur LWSN de dernier numéro écrit. Puis il inscrit la valeur SN de ce contenu, à l'adresse NA, dans la mémoire de queue QC1, ..., ou QCN correspondant à l'adresse de sortie OA'. Chaque impulsion du signal QR commande l'inscription d'une valeur de NA dans la même mémoire de queue.
Dans l'exemple où NA prend successivement les valeurs AA1, AA2, AA3, le numéro d'ordre SNi est inscrit à l'adresse AA1 dans la mémoire de queue correspondant à l'adresse de sortie OA'. Puis ces opérations sont réitérées pour traiter l'adresse suivante : AA2. Le même numéro d'ordre SNi est écrit à l'adresse AA2 dans la même mémoire de queue. Puis ces opérations sont réitérées pour traiter l'adresse suivante : AA3. Ainsi le numéro d'ordre SNi est inscrit dans la même mémoire de queue à l'adresse AA3.
Lorsqu'il y a aucune cellule à mettre en queue, le circuit AC ne fournit aucun signal C et aucun signal QR. La valeur de l'adresse NA fournie par le circuit AC est nulle, mais sans signification. Elle n'est pas prise en compte puisqu'il y n'y a pas de signal C de résultat positif, ni de signal QR de demande de mise en queue.
Considérons maintenant l'émission d'une cellule lorsqu'une sortie destinataire de cette cellule est disponible. Le circuit de sortie OU1,...,OUN dont la sortie est disponible émet un message sur le bus RQB. Un signal IDL parvient jusqu'au circuit de mise en queue, SNL1,...,SNLN correspondant à la sortie disponible. Le signal IDL commande le circuit de gestion de numéros, SNM, pour incrémenter d'une unité, et lire, le contenu du compteur de dernier numéro lu, LRSN. Ce contenu constitue un numéro SN' qui va être recherché dans la mémoire de mise en queue QC1,...,QCN correspondant à la sortie disponible. L'incrémentation uniforme de ce numéro SN' assure que les cellules sont récupérées dans l'ordre où elles ont été numérotées au moment de la mise en queue, c'est-à-dire dans l'ordre défini par les valeurs TSTP', qui est l'ordre chronologique de réception des cellules par le noeud.
Ce numéro SN' est fourni à l'entrée de comparaison ci de cette mémoire de mise en queue. Cette mémoire fournit un signal logique sur une ou plusieurs de ses sorties, selon qu'il y a un ou plusieurs emplacements de cette mémoire qui contienne un numéro identique au numéro recherché : SN'. Le circuit d'arbitrage FFO1, ..., FFON associé à la mémoire considérée fournit un mot binaire dont la valeur est égale successivement au rang de chacune des sorties de cette mémoire, qui fournissent un signal. Les valeurs de ces rangs représentent les adresses NA' des emplacements, de la mémoire de queue, contenant le numéro recherché. Ces adresses NA' sont restituées successivement dans l'ordre des rangs décroissants, par exemple.
Lorsque plusieurs cellules ont la même étiquette temporelle, elles sont mises en queue avec un même numéro d'ordre SN, car leur ordre d'émission peut être quelconque, sans inconvénients. Le mode de réalisation décrit ci-dessus présente l'avantage de nécessiter une capacité des compteurs LWSN et LRSN plus faible que si un numéro d'ordre différent était attribué à chaque cellule mise dans une mémoire de queue donnée.
Par exemple, si le numéro recherché est SNi, qui est mémorisé dans trois adresses AA1, AA2, AA3 dans cette mémoire, le circuit d'arbitrage fournit successivement les valeurs AA1, AA2, AA3 de l'adresse NA' à la première entrée du multiplexeur MUX. Ce dernier transmet ces adresses à la mémoire FSAM pour y lire successivement trois valeurs d'adresses de première sous-cellule, FSA'. Chaque valeur de l'adresse FSA' est transmise par le bus RQB au circuit de sortie OL1, ..., ou OLN ayant émis le message contenant le signal IDL indiquant qu'une sortie est disponible. Le circuit de sortie retransmet ces valeurs d'adresse de première cellule, FSA', via le bus TDM2, à l'unité de gestion BMMU de la mémoire tampon BM pour lire dans cette mémoire tampon toutes les sous-cellules des trois cellules correspondant aux trois valeurs d'adresse FSA'. Puis ces sous-cellules sont transmises via le bus TMD2 à ce circuit de sortie, qui les émet sur sa sortie.
Le fonctionnement de cet exemple de réalisation peut être légèrement modifié pour permettre la diffusion d'une cellule vers plusieurs sorties. L'adresse de sortie unique OA est remplacée par un mot binaire OM comportant un nombre de bits égal au nombre N de sorties du noeud. Chaque sortie destinataire de la cellule est indiquée par une valeur 1 et chaque sortie non destinaire est indiquée par une valeur 0, par exemple. La mémoire de cellules en attente, VIM, stocke des identificateurs de cellule en attente TSTP-OM au lieu des identificateurs TSTP-OA.
La mémoire VIM possède une entrée de comparaison ci, mais elle fonctionne un peu différemment de la mémoire VIM décrite précédemment car la comparaison doit porter sur le champ TSTP' et sur le seul bit non nul dans OM'. Les N-1 autres bits dans OM' et les N-1 autres bits correspondant dans le champ OM des identificateurs TSTP-OM mémorisés ne doivent pas être comparés. Les bits du champ OM dans chaque mot TSTP - OM doivent être masqués par les bits du champ OM' de TSTP'-OM' avant de faire la comparaison entre l'identificateur TSTP'-OM' et chaque identificateur de cellule en attente, TSTP- OM, mémorisé dans la mémoire VIM.
Le circuit de commande de transfert TC est modifié pour fournir des identificateurs de cellules à mettre en queue, TSTP'-OM', dans lesquels le champ TSTP' est encore l'identité d'un intervalle de temps où expire un délai d'attente, mais où OM' est un mot de N bits, parmi lesquels un seul bit a la valeur 1. Le rang de ce bit désigne une sortie unique, pour laquelle le circuit TC recherche des cellules à mettre en queue.
Le circuit TC comporte un compteur qui fournit successivement toutes les valeurs de 0 à TSTPmax, modulo TSTPmax, pour constituer le champ TSTP'; et un compteur associé à un décodeur qui, pour chaque valeur de TSTP', fournit successivement N valeurs :
  • 0000...0001
  • 0000...0010
  • 0000...0100
  • ...........
  • 1000...0000 pour constituer le champ OM'. Les autres éléments du dispositif de reséquencement ne sont pas modifiés.
    • Considérons par exemple, le cas où il y a N = 8 sorties et où deux cellules ont des délais d'attente expirant au cours d'une même période de sous-cellule, désignée par l'étiquette temporelle TSTP0; et où la première cellule est destinée à la première et à la cinquième sortie, alors que la seconde cellule est destinée à la troisième et à la cinquième sortie. Lorsque le délai d'attente de ces cellules expire, le circuit TC de commande de transfert fournit une suite de 8 identificateurs de cellule à mettre en queue, TSTP'-OM', ayant pour valeurs :
  • TSTP0 - 0000 0001
  • TSTP0 - 0000 0010
  • TSTP0 - 0000 0100.
  • .................
  • TSTP0 - 1000 0000
    • Dans cet exemple, le circuit AC fournit successivement :
  • 1) une valeur AD1 de l'adresse NA correspondant à la première cellule, accompagnée du signal C de résultat positif et du signal QR de demande de mise en queue;
  • 2) une valeur nulle de l'adresse NA, sans le signal C ni le signal QR;
  • 3) une valeur AD2 de l'adresse NA correspondant à la seconde cellule, accompagnée du signal C et du signal QR;
  • 4) une valeur nulle de l'adresse NA, sans le signal C ni le signal QR;
  • 5) une valeur AD1 l'adresse NA correspondant à la première cellule, accompagnée d'une impulsion du signal QR; suivie immédiatement par la valeur AD2 de l'adresse NA correspondant à la seconde cellule, accompagnée d'une autre impulsion du signal QR; et un signal C commun;
    6, 7, 8) trois valeurs successives de l'adresse NA, qui sont nulles, et qui ne sont pas accompagnées du signal QR, ni du signal C.
    • Dans cet exemple, un seul numéro d'ordre est inscrit dans la mémoire de mise en queue correspondant à la cinquième sortie, pour la mise en queue de deux cellules.
    Un emplacement des mémoires VIM et FSA ne doit pas être réutilisé tant qu'une cellule n'a pas été mise en queue dans les mémoires de queue de toutes les sorties destinataires. Le balayage de toutes les valeurs du champ OM' de l'identificateur TSTP'-OM' est réalisé au cours d'une période de sous-cellule, par conséquent toute adresse NA fournie par le circuit AC est réutilisable par le circuit de gestion d'adresses, FMM, dès la période suivante.
       le dispositif selon l'invention est applicable à des cellules de longueur fixe ou à des cellules comprenant un nombre variable de sous-cellules ayant chacune une longueur fixe. Pour éviter tout déséquencement de cellule, et toute perte de cellule, il est nécessaire que la capacité des compteurs LWSN et LRSN, fournissant les numéros d'ordre SN et SN', soit supérieure au nombre maximal de sous-cellules que peut comporter une cellule, augmenté du nombre de périodes de sous-cellules correspondant au temps de transit maximal dans le réseau de commutation SW.
    Pour éviter tout déséquencement, mais en tolérant la perte éventuelle de certaines cellules, il est possible de ne pas respecter la condition énoncée ci-dessus, mais il faut alors détecter tout dépassement du compteur LWSN par rapport au compteur LWRN, afin de bloquer la mise en queue de nouvelles cellules quand une mémoire de queue est pleine, de manière à garder les plus anciennes cellules et à laisser perdre les plus récentes, pour restituer des cellules toujours en bon ordre.
    Une variante de réalisation consiste à attribuer une étiquette temporelle TSTP à chaque cellule sortant du réseau SW, au lieu de l'attribuer en entrée du réseau SW. Dans ce cas, le générateur TSG d'étiquettes temporelles est différent. Il comporte encore une horloge définissant des intervalles temporels de durée constante égale à une période de sous-cellule; et un compteur modulo TSTP max. Mais il comporte en outre : un circuit pour estimer le temps de transit de chaque cellule à travers le réseau SN; un circuit pour soustraire cette estimation au contenu du compteur; et un circuit pour additonner au résultat la durée du retard total que doit subir chaque cellule. Le résultat de ce calcul constitue la valeur de l'étiquette TSTP indiquant l'intervalle de temps où expire le délai d'attente de la cellule. Elle est utilisable exactement comme la valeur d'étiquette TSTP attribuée en entrée du réseau SW, conformément à la description ci-dessus. La réalisation de ces circuits est à la portée de l'Homme de l'Art.
    L'unité de temps est choisie de préférence égale à la période de sous-cellule car la durée de chaque cellule est au moins égale à une période de sous-cellule, mais il est possible d'utiliser une unité de temps plus petite.

    Claims (4)

    1. Dispositif de reséquencement (RU) pour un noeud d'un système de commutation de cellules, chaque cellule étant constituée d'un nombre variable de sous-cellules ayant une longueur fixe, ce noeud comportant un réseau de commutation (SW) transmettant les cellules avec des premiers retards variables, toutes les sous-cellules d'une même cellule subissant un même premier retard; ce dispositif de reséquencement (RU) comportant des moyens pour stocker toutes les cellules ayant été transmises à travers le réseau de commutation, puis les émettre sur au moins une sortie du dispositif de reséquencement, après l'expiration de divers délais d'attente constituant des seconds retards tels que, pour chaque cellule, la somme du premier et du second retard est égale à une valeur prédéterminée sensiblement identique pour toutes les cellules; ces moyens comportant :
      une mémoire tampon (BM) pour stocker toutes les sous-cellules de chaque cellule reçue par le dispositif de reséquencement;
      une mémoire d'adresses (FSAM) pour mémoriser l'adresse (FSA), de la mémoire tampon, contenant la première sous-cellule de chaque cellule;
      des moyens (TSG, IC1, ..., ICM, CU) pour retrouver l'adresse (FSA'), de la mémoire d'adresses, contenant la première sous-cellule d'une cellule, lorsque le délai d'attente de cette dernière a expiré, et qu'une sortie qui doit émettre cette cellule est disponible;
         caractérisé en ce que les moyens pour retrouver l'adresse (FSA'), de la mémoire tampon, contenant la première sous-cellule d'une cellule, comportent :
      une mémoire (VIM) dite de cellules en attente, du type accessible par son contenu, pour mémoriser un identificateur dit de cellule en attente (TSTP-OA), lorsqu'une cellule est stockée dans la mémoire tampon (BM); cet identificateur étant stocké à une adresse (FA) identique à celle où est stockée, dans la mémoire d'adresses (FSAM), l'adresse FSA de la première sous-cellule; et cet identificateur étant constitué : d'une étiquette temporelle (TSTP) identifiant un intervalle de temps au cours duquel expire le délai d'attente de cette cellule, et de l'identité (OA; OM) d'au moins une sortie sur laquelle elle doit être émise;
      des moyens (TC, AC) pour retrouver, dans la mémoire de cellules en attente, (VIM), l'identificateur (TSTP-OA) de chaque cellule lorsque son délai d'attente expire, et fournir, pour chaque identificateur retrouvé, l'adresse (NA), de la mémoire de cellules en attente (VIM) qui contient cet identificateur retrouvé;
      des mémoires (QC1, ..., QCN) dites de queue, associées respectivement aux sorties du noeud, et accessibles par leur contenu; pour mémoriser un numéro d'ordre pour chaque cellule qui est destinée à la sortie associée à la mémoire considérée;
      des moyens (DMX, SNL1, ..., SNLN) pour déterminer et inscrire dans une mémoire de queue un numéro d'ordre, à l'adresse (NA) fournie par les moyens (TC, AC) pour retrouver l'identificateur de chaque cellule lorsque son délai d'attente expire;
      des moyens (SNL1, ..., SNLN, FFO1, ..., FFON) pour retrouver, dans un ordre croissant, chaque numéro (SN') mémorisé dans la mémoire de queue d'une sortie, lorsque cette sortie devient disponible; et pour restituer l'adresse (NA'), de cette mémoire de queue, contenant le numéro retrouvé (SN');
      des moyens (MUX), pour lire une adresse (FSA') de première sous-cellule, dans la mémoire d'adresses (FSAM), à l'adresse restituée par les moyens (SNL1, ..., SNLN, LRSN) pour retrouver chaque numéro.
    2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour retrouver, dans la mémoire de cellules en attente (VIM), l'identificateur de chaque cellule lorsque son délai d'attente expire, et fournir pour chaque identificateur retrouvé, chaque adresse (NA), de la mémoire de cellule en attente (VIM), qui contient cet identificateur retrouvé, comportent :
      des moyens (TC) pour fournir à une entrée de comparaison de la mémoire de cellules en attente (VIM), pour chaque intervalle de temps correspondant à un délai d'attente qui expire, une suite d'identificateurs (TSTP'-OA') dits de cellules à émettre, constitués chacun de l'identité (TSTP') de l'intervalle de temps en cours, et de l'identité (OA') d'une sortie unique du noeud; cette suite étant constituée avec les identités (OA') de toutes les sorties du noeud;
      des moyens (AC) couplés à des sorties de la mémoire de cellules en attente (VIM) pour fournir successivement chaque adresse (NA), de la mémoire de cellules en attente, contenant un identificateur retrouvé.
    3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour déterminer, et inscrire dans une mémoire de queue (QC1, ..., QCN) un numéro d'ordre (SN) comportent, pour chaque sortie du noeud, un compteur (LWSN) fournissant un numéro d'ordre (SN) qui est incrémenté d'une unité lorsqu'au moins un identificateur de cellule en attente est retrouvé dans la mémoire de cellules en attente (VIM), pour un intervalle de temps donné et une sortie donnée.
    4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour retrouver, dans un ordre croissant, chaque numéro (SN') mémorisé, comportent, pour chaque sortie du noeud, un compteur (LRSN) fournissant un numéro d'ordre à retrouver (SN') qui est incrémenté d'une unité lorsque cette sortie devient disponible, ce numéro d'ordre à retrouver (SN') étant appliqué à une entrée de comparaison de la mémoire de queue (QC1, ..., QCN) associée à cette sortie.
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